國考資訊處理工作室(高考二級資訊處理/高考三級資訊處理/調查局三等/關務人員三等/地方特考三等)

第一章 緒論

1-1 網路的目的與基本模式

一、網路的目的

(一)資源共享(Resource Sharing)

讓全部的 program、data、equipment 在網路上由全部 users 共用，而不受到資源所在地理位置的限制 (Tyranny of Geography)。

(二)提高可靠度(High Reliability)：分散風險

在網路上可以提供多種選擇性的支援，當某一項資源出問題時，可以在網路上找出其它可以替代的副本。此外，資料檔案也可以將數個副本分別存在於不同的機器上，以減少危險性。

(三)節省經費(Cost Reduction)

大型電腦的速度的為微電腦的十倍，但是價格卻為後者的數千倍。現今大多數系統的設計都主張每個人使用一部能力不錯的個人電腦，再將這些腦起來，並且將資料儲存在一個或多個檔案伺服器 (File Server) 上，而構成一個 LAN (Local Area Network)，使用 Client-Server model 運作。這樣一來不論是成本效益或擴充性而言皆比一部大型電腦的系統要來得好。

(四)擴增性(Scalability)較佳

可以視需要加入新的 Client 或 Server，以提昇處理能力，解決工作負載 (workload) 過高的問題。相對的，若採用大型主機 (Mainframe) 時，要提昇能力，就只有更換更大型的主機，成本極高。

(五)通訊功能(Communication)

透過電腦連線可以方便人與人之間的溝通，並提供較多的資訊的交流的機會。

(六)分散處理(Distributed Processing)

可以平衡工作負荷量，將過多的工作傳送到其它較空閒的電腦上處理，之後再將結果傳回來，以增加處理速度。將各電腦上常用的資料分別存於各電腦上，以降低資料傳輸量。

二、通訊模式(Communication model)

(一)資料來源(Source)：資料的來源，即產生所要傳遞的資料的裝置。例如電腦。

(二)發送器(Transmitter)

1.將來源的資料進行轉換 (transform) 或編碼 (encoding)，成為能夠在傳送系統

上傳送的電磁訊號 (electromagnetic signals)。

2.例如數據機 (modem) 將數位的位元串列 (digital bit stream) 轉換成類比訊號 (analog signal)，再經由電話線路傳送。

(三)傳送系統(Transmission System)

1.連接來源與目的地的訊號傳送系統。

2.其形式可能只是單獨一條傳輸線，也可能是一個較複雜的傳送網路系統。

(四)接收器(Receiver)

1.接收傳送系統所送來的訊號，將其轉換成為目的系統所能處理的資料形式。

2.例如數據機將所收到的類比訊號轉換成為數位訊號。

(五)目的地(Destination)：取得接收器所送來的資料。

1-2 通訊網路的分類(Classification of Communication Network)

一、用語(terminology)

(一)主機(host)：可以用來執行程式的電腦主機 (包括大型電腦)。

(二)子網路(subnet)

1.連接各 hosts，負責傳輸各 host 之間 messages 傳輸系統。

2.分成傳輸線和交換元件 (路由器、switch、gateway) 兩部份。

(三)傳輸線(transmission line)：負責在各機器之間傳送 bit sequence。

(四)交換元件(switching element)

主要在於連接多條連線，當一條線上的送來資料時，必須查看此訊息的目的地，以便將其送往正確的線路上。例如路由器、閘道器、交換器。

二、點對點通道(Point-to-point channels)

(一)點對點通道(Point-to-point channels)：

1.使用點對點的方式來連接兩個裝置。

2.store and forward：儲存封包內容後做完處理，再選擇路徑。

(二)點對點的網路拓樸(Topology)

1.星狀網路(Star)。

2.環狀連接(Ring Structure)。

3.樹狀結構(Tree Structure)。

4.完全連接(Complete connected)：mesh topology。

5.不規則形狀(Irregular)。

※訊息傳遞：

三、廣播通道(Broadcast channel)

(一)特點

1.可以使用一組特殊的位址，將封包廣播傳送給整個網路上所有的機器。

2.屬於多點傳送，大部份區域網路與少數的廣域網路會使用廣播通道。

3.在封包 (packet) 中必須含有一個位址欄，當每部機器收到封包時，必須檢查位址是否是自己的。

(二)時間分配方式：解決碰撞問題

1.靜態分配(static allocation method)：

將通道的時間切割成片段，輪流分配給各個機器。

2.動態分配(dynamic allocation method)：

(1)集中式管理：

系統有一個 bus 仲裁器 (bus arbitrator) 做管理，決定誰可以使用 channel，例如 cable modem。

(2)非集中式管理：由各機器自行決定是否傳遞訊息，例如 CSMA/CD。

(三)廣播常用的網路拓樸

匯流排 (Bus)、環狀 (Ring)、衛星 (Satellite) 或無線電 (Radio) 線路。

四、網路拓樸(Network Topology)

[拓樸(Topology)] 10 | 89,93(2),94,96(3),98,99,104

89地三、93關三、93電員晉高、94身三、96關三、96退三、96調三、98技高、99地三、104警監二

(一)星狀拓樸(Star Topology)

由一台中央裝置與連接在四周設備所組成，中央裝置通常是集線器 (Hub)，其他裝置則各自以獨立的線路與集線器進行連接。

(二)環狀拓樸(Ring Topology)

1.拓樸上的所有節點會連接形成一個圓圈，資料則依環形順序以同一方向逐一傳遞直到到達目的設備為止。

2.採用記號傳遞 (Token Passing) 的技術來傳遞資料，只有取得該記號的設備才能傳輸資料，傳輸完成後再釋放記號供其他設備使用。

(三)匯流排拓樸(Bus Topology)

1.以一條線路來連接所有的節點，線路頭尾二端結束處以終端電阻來結束佈線。

2.網路中的任一節點都可以傳送訊息至另一個節點中，新增或刪除某一節點也不會影響到網路上的其他電腦，但是當網路資料流量大時容易產生碰撞問題。

(四)樹狀拓樸(Tree Topology)

1.各節點連接形成樹狀結構，任兩個節點間僅存在一條傳輸路徑。

2.一般樹狀網路會應用在透過數個集線器連接各網路，例如社區網路。

(五)網狀拓樸(Mesh Topology)

1.網路中的各節點均與系統中之其他所有節點存在直接相連的路徑。

2.網路節點連接成複雜的網狀結構，通常每個節點均有二個以上的傳輸路徑可以選擇，但不是任意一個節點都能與其他節點連接。例如網際網路。

※參考資料：https://en.wikipedia.org/wiki/Network_topology

※網路拓樸的比較之一：

※參考資料：

1.kewi-區域網路的拓樸(Topology).pdf

2.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E5%9E%8B%E7%BD%91

3.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%92%B0%E7%8B%80%E6%8B%93%E6%92%B2

4.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%AF%E6%B5%81%E6%8E%92%E6%8B%93%E6%92%B2

5.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BD%91%E7%8A%B6%E7%BD%91%E7%BB%9C